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毫米波宽带倍频技术研究

袁国靖  
【摘要】:毫米波宽带倍频器是高稳定度宽带毫米波信号源的关键部件之一。本文系统地介绍了毫米波倍频器的发展概况和今后的发展趋势,讨论了倍频器中的有源器件、倍频原理以及各种倍频器的优缺点。同时,给出了常见宽带倍频器电路的实现形式,详细分析了非线性传输线倍频原理和反并联二极管对平衡式倍频原理。根据以上分析和实际应用需要,集中于对两种倍频器的研制:V频段宽带三倍频器及Ka频段宽带二倍频器。 V频段宽带倍频器采用非线性传输线倍频电路形式。在给出考虑鳍线损耗及二极管串联电阻损耗的非线性传输线模型的基础上,进行了倍频器的时域仿真。在设计过程中,提出了自己独特的设计思路:将非线性传输线段设计在比输入波导腔体小、比三次谐波输出波导腔体大的过渡腔体中,降低了腔体结构不连续性对倍频器性能的影响。对该设计进行了加工测试,并对测试结果进行了分析,提出了改进的方向。 Ka频段宽带倍频器采用反并联二极管对平衡式倍频方案,用鳍线和悬置带线的混合电路实现。在对所用到的悬置带线低通滤波器、波导与鳍线过渡等电路结构、有源器件进行了理论分析、计算和场仿真的基础上,进行了结构设计和加工、测试,结果满足指标要求。该倍频器电路结构简单,适于工程使用。


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